www.madridiario.es

El gen permitirá avanzar en la investigación celular

Identificado un nuevo gen que controla la división celular de las plantas

martes 15 de mayo de 2007, 00:00h
Un grupo de investigadores españoles de Madrid ha identificado y analizado un gen de función desconocida hasta ahora. Este gen, denominado GEM, ha sido estudiado en la planta Arabidopsis thaliana y desempeña el doble papel de controlar la potencialidad de las células para dividirse así como su capacidad de tomar diferentes identidades antes de diferenciarse.

Este descubrimiento permitirá pensar en posibles consecuencias inmediatas. Desde un punto de vista general, servirá para identificar otros genes relacionados o que participen en las rutas de control de la división y la diferenciación celular. Es también fundamental poder establecer las similitudes y diferencias entre este tipo de genes que actúan en plantas y los que se conocen en animales ya que de esa manera se contribuirá a conocer mejor los mecanismos de actuación de cada uno de ellos y cómo han aparecido éstos a lo largo de la evolución.

Por otra parte, y debido a que las células de la epidermis de las raíces o de las hojas, entre otros órganos, desempeñan funciones clave en la interacción de la planta con el ambiente (humedad, nutrientes, intercambio gaseoso...), la capacidad de modificar el tipo y el número de las células epidérmicas podría utilizarse en el futuro para generar plantas con nuevas propiedades y ventajas desde el punto de vista biotecnológico (mayor adaptabilidad o resistencia, por ejemplo).

Los tejidos y órganos del cuerpo de todos los organismos multicelulares, tanto de los animales como de las plantas, están constituidos por diferentes tipos de células. La formación de un determinado órgano requiere, al menos, dos etapas: en la primera, las células se dividen activamente produciéndose un aumento del número total de células. En otra etapa, a veces temporalmente asociada con la anterior, las células responden a distintas señales y empiezan a diferenciarse en su forma y en su función para dar lugar a los distintos tipos de células especializadas que constituyen el órgano en cuestión.

La adquisición de las características específicas de cada uno de los distintos tipos celulares que componen un órgano es lo que se conoce como diferenciación celular. Sin embargo, la iniciación del proceso de diferenciación depende de que, con anterioridad, la célula tome una decisión crucial de en qué tipo celular especializarse, un proceso que se denomina “decisión de identidad celular”. En muchos casos, la toma de estas decisiones está coordinada con los procesos de proliferación celular que contribuyen a aumentar el número de células del órgano en formación.

Hoy disponemos de un conocimiento detallado de los genes que se requieren para que las células se dividan y de los que son necesarios para la diferenciación celular. Sin embargo, los mecanismos que coordinan la decisión de proliferar o de adquirir determinados destinos celulares no se conocen muy bien a nivel molecular; aún menos se conoce qué genes son cruciales para esa coordinación.

En el caso de las plantas, entender la coordinación entre división celular y diferenciación es de enorme importancia ya que, a diferencia de los animales, la formación de nuevos tejidos y órganos es un proceso que tiene lugar después del desarrollo del embrión y de manera continua a lo largo de toda la vida de la planta adulta que, en muchos casos, puede consistir en cientos de años. Esto implica continuos procesos de división, de formación de nuevas células, de adquisición de nuevos destinos de diferenciación y, en definitiva, de formación de nuevos órganos como raíces, hojas o flores.

La planta Arabidopsis thaliana se utiliza desde hace más de 25 años como modelo de investigación ya que hoy permite la combinación de estudios bioquímicos, moleculares, celulares, genéticos y genómicos, entre otros. Su genoma se terminó de secuenciar completamente en el año 2000 y hoy se conoce la localización de prácticamente la totalidad de sus más de 27.000 genes.

Sistemas experimentales
El interés del grupo dirigido por Crisanto Gutiérrez, del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC-UAM) se centró en identificar genes que coordinan la división celular y la toma de decisiones de diferenciación utilizando varios sistemas experimentales, entre los que podríamos destacar la epidermis de la raíz, es decir, la capa más externa de células en dicho órgano. Esta epidermis está constituida por dos tipos de células: unas de superficie plana y otras que emiten unas extensiones denominadas pelos de la raíz.

Éstas se forman a partir de las células precursoras denominadas tricoblastos (del griego, células formadoras de pelos), mientras que las que no tienen pelos, lo hacen a partir de los atricoblastos. La decisión de que una célula se convierta en célula sin pelo o con pelo depende de que un gen denominado GLABRA2 (o GL2) esté o no activo, respectivamente; esto es, que se exprese o no. En dicho proceso de decisión interviene, además, la posición y el número de divisiones celulares en esa zona de la raíz.

En el excelente trabajo que acaba de publicar Nature, el equipo del profesor Gutierrez identifica y caracteriza un gen, al que denominan GEM (modulador de le expresión de GL2) y que funciona, al mismo tiempo, como inhibidor de la división celular y como represor de GL2. La expresión de esta proteína coordinaría la división celular con la toma de decisiones de identidad, es decir, el tipo de células que se acabará formando. Al parecer, GEM regularía la expresión de GL2 a través de modificaciones muy específicas de las histonas, que son unas proteínas que, junto con el ADN, constituyen la materia esencial del núcleo celular.

Concretamente, GEM intervendría directamente en el fascinante mecanismo regulador denominado como epigenética -nombre esencial para el que quiera conocer la regulación de la expresión de nuestros genes y lo que convierte las características de una célula a otras para que funcione de manera diferente -...

La relevancia de GEM en el desarrollo de la planta se extiende a procesos que ocurren en el desarrollo de otros órganos, por ejemplo en las hojas y, muy posiblemente, en las flores. Por ello, GEM podría constituir un regulador muy general de las actividades básicas que contribuyen al correcto desarrollo de los órganos de las plantas tanto en su localización como a lo largo del tiempo.

¿Te ha parecido interesante esta noticia?    Si (0)    No(0)

+

0 comentarios